JPH0513682U - レーザー用ビーム整形装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 高出力で長時間のレーザー加工においても、
結像光学系を輻射熱，レーザー光の反射光及びヒューム
や粉塵による損傷から保護する。 【構成】 光ファイバー２で伝送してきたレーザー光を
直接矩形導波管３に入射し、多重反射させることにより
ビーム強度分布を矩形の均一強度分布にしたうえ結像光
学系４で結像して加工物に照射するビーム整形装置にお
いて、光学系外筒８の先端に、加工時の輻射熱，レーザ
ー光の反射光及びヒュームや粉塵から結像光学系４を保
護するための矩形開口部１０付きアパーチャ９を具えて
いる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、レーザー光のビーム強度分布を矩形の均一強度分布にするレーザー 用ビーム整形装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来、矩形導波管の多重反射を利用しレーザー光のビーム強度を矩形の均一強 度分布にするレーザー用ビーム整形装置としては、図２模式図に示すように、光 ファイバー２で伝送してきたレーザー光１を直接矩形導波管３に入射し、矩形導 波管３内を多重反射させることによりビーム強度分布を矩形の均一強度分布にし 、それを結像光学系４で結像して加工物１３に照射する装置が知られている。

【０００３】 しかしながらこのような装置では、高出力下での長時間の連続加工を行う際、 加工物１３にレーザー光１の吸収を良くするために被覆してある吸収剤１４の燃 焼１５によるヒュームや、吸収剤１４の離脱による粉塵が結像光学系４に附着し て附着物１６となるおそれがある。また加工物１３からのレーザー光２の反射や 輻射熱により結像光学系４が発熱し、結像光学系４のコーティングを破壊してレ ーザー光２の吸収率を上昇させ、レンズの溶融等の破壊を招くおそれがある。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

本考案は、このような事情に鑑みて提案されたもので、高出力でかつ長時間の 加工においても、結像光学系を輻射熱，レーザー光の反射光及びヒュームや粉塵 による損傷から保護し、安定した加工ができるレーザー用ビーム整形装置を提供 することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】

そのために本考案は、光ファイバーで伝送してきたレーザー光を直接矩形導波 管に入射し多重反射させることによりビーム強度分布を矩形の均一強度分布にし たうえ結像光学系で結像して加工物に照射するビーム整形装置において、加工時 の輻射熱，レーザー光の反射光及びヒュームや粉塵から上記結像光学系を保護す るための矩形アパーチャを具えたことを特徴とする。

【０００６】

【作用】

上述の構成により、高出力でかつ長時間の加工においても、結像光学系を輻射 熱，レーザー光の反射光及びヒュームや粉塵による損傷から保護し、安定した加 工ができるレーザー用ビーム整形装置を得ることができる。

【０００７】

【実施例】

本考案レーザー用ビーム整形装置の一実施例を図１（Ａ）部分截断正面図，（ Ｂ）矢視図について説明すると、レーザー光を伝送する光ファイバー２と矩形導 波管３とはハウジング５に収納され、ハウジング５には矩形導波管３を冷却する ための冷却水給水口６及び冷却水排水口７が設けられている。矩形導波管３の前 部に配設される結像光学系４は、ハウジング５の先に取付けられた光学系外筒８ の中に収納されており、この光学系外筒８の先端域は円錐状を呈し、その先端部 の結像光学系４の軸線上に矩形開口部１０を有するアパーチャ９が取付けられて おり、円錐状先端域の外表面には反射率の高いコーティングが施されている。な おアパーチャ９の材質は熱伝導性にすぐれレーザー光の反射率の高いものを用い 、外表面に反射率の高いコーティングを施し、また矩形開口部１０の寸法は結像 ビームの通る必要最小限とする。更に光学系外筒８には、アパーチャ９に不活性 ガス等の保護ガス１２を送給する保護ガス送給口１１が付設されている。

【０００８】 このような装置において、光ファイバー２によって伝送されてきたレーザー光 を直接矩形導波管３に入射すると、入射されたレーザー光は矩形導波管３で多重 反射により整形され均一強度分布で矩形化された後、結像光学系４を介して結像 して、アパーチャ９の開口部１０から図示せざる加工物へ照射される。この際加 工物からの輻射熱やレーザー光の反射光はアパーチャ９によって遮断されて結像 光学系４に届くことはなく、またアパーチャ９の開口部１０から保護ガス１２を 放出することにより、ヒュームや粉塵等の光学系外筒８内への進入が阻止され、 従ってこれらが結像光学系４に付着することが防止される。なお光学系外筒８の 先端域を円錐状としてあることにより、保護ガス１２の流れが安定化されるとと もに、加工物からの輻射熱や反射光がアパーチャ９に吸収されるのが防止される 。

【０００９】

【考案の効果】

要するに本考案によれば、光ファイバーで伝送してきたレーザー光を直接矩形 導波管に入射し多重反射させることによりビーム強度分布を矩形の均一強度分布 にしたうえ結像光学系で結像して加工物に照射するビーム整形装置において、加 工時の輻射熱，レーザー光の反射光及びヒュームや粉塵から上記結像光学系を保 護するための矩形アパーチャを具えたことにより、高出力でかつ長時間の加工に おいても、結像光学系を輻射熱，レーザー光の反射光及びヒュームや粉塵による 損傷から保護し、安定した加工ができるレーザー用ビーム整形装置を得るから、 本考案は産業上極めて有益なものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案レーザー用ビーム整形装置の一実施例を
示し、同図（Ａ）は部分截断正面図、同図（Ｂ）は同図
（Ａ）のＢ−Ｂ矢視図である。

【図２】従来のレーザー用ビーム整形装置の模式図であ
る。

【符号の説明】

１ レーザー光 ２ 光ファイバー ３ 矩形導波管 ４ 結像光学系 ５ ハウジング ６ 冷却水給水口 ７ 冷却水排水口 ８ 光学系外筒 ９ アパーチャ 10 開口部 11 保護ガス送給口 12 保護ガス

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 光ファイバーで伝送してきたレーザー光
   を直接矩形導波管に入射し多重反射させることによりビ
   ーム強度分布を矩形の均一強度分布にしたうえ結像光学
   系で結像して加工物に照射するビーム整形装置におい
   て、加工時の輻射熱，レーザー光の反射光及びヒューム
   や粉塵から上記結像光学系を保護するための矩形アパー
   チャを具えたことを特徴とするレーザー用ビーム整形装
   置。